《原子光譜復習習題》PPT課件.ppt

復習要點,重點掌握三種光譜方法的原理，儀器組成部分，各種光源，原子熒光光譜儀與原子吸收光譜儀和原子發(fā)射光譜儀在結構上的不同之處，三種光譜的定性和定量方法,一、原子發(fā)射：,1.常用光源自吸現(xiàn)象，譜線自吸對光譜定量分析的影響， 2. 發(fā)射光譜半定量分析方法， 3. 高頻電感耦合等離子炬 (ICP) 光源的優(yōu)點， 4. 選擇內(nèi)標元素和內(nèi)標線時應遵循的基本原則， 5. 棱鏡分辨率R,二、原子吸收,1.譜線變寬，自然變度，勞倫茨變寬，多普勒變寬 2.利用氘燈或塞曼效應扣除背景干擾的原理， 3. 原子吸收分析中會遇到哪些干擾因素 4. 激發(fā)態(tài)與基態(tài)原子分布： Ni/N0= gi /g0 e-Ei/kT,三、原子熒光法,在原子熒光法中, 階躍熒光，直躍熒光，敏化熒光，共振熒光，反斯托克斯熒光的概念。,一、選擇題,1. 在原子熒光法中, 多數(shù)情況下使用的是 ( ) 階躍熒光 直躍熒光 敏化熒光 共振熒光,2. 原子吸收光譜儀與原子發(fā)射光譜儀在結構上的不同之處是（ ） A.透鏡 B.單色器 C.光電倍增管 D.原子化器,二、問答題,1.簡述原子吸收分光光度法的基本原理，并從原理上比較發(fā)射光譜法和原子吸收光譜法的異同點及優(yōu)缺點,解：AAS是基于物質(zhì)所產(chǎn)生的原子蒸氣對特定譜線的吸收作用來進行定量分析的方法 AES是基于原子的發(fā)射現(xiàn)象，而AAS則是基于原子的吸收現(xiàn)象二者同屬于光學分析方法,原子吸收法的選擇性高，干擾較少且易于克服。 由于原子的吸收線比發(fā)射線的數(shù)目少得多，這樣譜線重疊 的幾率小得多。而且空心陰極燈一般并不發(fā)射那些鄰近波長的輻射線，因此其它輻射線干擾較小。 原子吸收具有更高的靈敏度。 在原子吸收法的實驗條件下，原子蒸氣中基態(tài) 原于數(shù)比激發(fā)態(tài)原子數(shù)多得多，所以測定的大部分是基態(tài)原 子。,2何謂銳線光源？在原子吸收光譜分析中為什么要用銳線光源？,解：銳線光源是發(fā)射線半寬度遠小于吸收線半寬度的光源，如空心陰極燈。在使用銳線光源時，光源發(fā)射線半寬度很小，并且發(fā)射線與吸收線的中心頻率一致。這時發(fā)射線的輪廓可看作一個很窄的矩形，即峰值吸收系數(shù)K 在此輪廓內(nèi)不隨頻率而改變，吸收只限于發(fā)射線輪廓內(nèi)。這樣，求出一定的峰值吸收系數(shù)即可測出一定的原子濃度。,3在原子吸收光度計中為什么不采用連續(xù)光源（如鎢絲燈或氘燈），,解：雖然原子吸收光譜中積分吸收與樣品濃度呈線性關系，但由于原子吸收線的半寬度很小，如果采用連續(xù)光源，要測定半寬度很小的吸收線的積分吸收值就需要分辨率非常高的單色器，目前的技術條件尚達不到，因此只能借助銳線光源，利用峰值吸收來代替,4原子吸收分析中，若產(chǎn)生下述情況而引致誤差，應采用什么措施來減免之？ （）光源強度變化引起基線漂移， （）火焰發(fā)射的輻射進入檢測器（發(fā)射背景）， （）待測元素吸收線和試樣中共存元素的吸收線重疊,解：(1)選擇適宜的燈電流，并保持燈電流穩(wěn)定，使用前應該經(jīng)過預熱 (2)可以采用儀器調(diào)制方式來減免，必要時可適當增加燈電流提高光源發(fā)射強度來改善信噪比 (3)可以選用其它譜線作為分析線如果沒有合適的分析線，則需要分離干擾元素,5原子吸收分析中，若采用火焰原子化法，是否火焰溫度愈高，測定靈敏度就愈高？為什么？,解:不是.因為隨著火焰溫度升高,激發(fā)態(tài)原子增加,電離度增大,基態(tài)原子減少.所以如果太高,反而可能會導致測定靈敏度降低.尤其是對于易揮發(fā)和電離電位較低的元素,應使用低溫火焰.,6石墨爐原子化法的工作原理是什么？與火焰原子化法相比較，有什么優(yōu)缺點？為什么？,解:石墨爐原子化器是將一個石墨管固定在兩個電極之間而制成的,在惰性氣體保護下以大電流通過石墨管,將石墨管加熱至高溫而使樣品原子化. 與火焰原子化相比,在石墨爐原子化器中,試樣幾乎可以全部原子化,因而測定靈敏度高.對于易形成難熔氧化物的元素,以及試樣含量很低或試樣量很少時非常適用. 缺點:共存化合物的干擾大,由于取樣量少,所以進樣量及注入管內(nèi)位置的變動會引起誤差,因而重現(xiàn)性較差.,7說明在原子吸收分析中產(chǎn)生背景吸收的原因及影響，如何避免這一類影響？,解:背景吸收是由于原子化器中的氣態(tài)分子對光的吸收或高濃度鹽的固體微粒對光的散射而引起的,它們屬于一種寬頻帶吸收.而且這種影響一般隨著波長的減短而增大,同時隨著基體元素濃度的增加而增大,并與火焰條件有關.可以針對不同情況采取不同的措施,例如火焰成分中OH,CH,CO等對光的吸收主要影響信號的穩(wěn)定性，可以通過零點調(diào)節(jié)來消除，由于這種吸收隨波長的減小而增加，所以當測定吸收波長位于遠紫外區(qū)的元素時，可以選用空氣H2,Ar-H2火焰對于火焰中金屬鹽或氧化物、氫氧化物引起的吸收通常利用高溫火焰就可消除。 有時，對于背景的吸收也可利用以下方法進行校正：(1)鄰近線校正法;(2)用與試液組成相似的標液校正；(3)分離基體,8應用原子吸收光譜法進行定量分析的依據(jù)是什么？進行定量分析有哪些方法？試比較它們的優(yōu)缺點,解：在一定的濃度范圍和一定的火焰寬度條件下，當采用銳線光源時，溶液的吸光度與待測元素濃度成正比關系，這就是原子吸收光譜定量分析的依據(jù)。 常用兩種方法進行定量分析： （）標準曲線法：該方法簡便、快速，但僅適用于組成簡單的試樣。 （）標準加入法：本方法適用于試樣的確切組分未知的情況。不適合于曲線斜率過小的情況。,9保證或提高原子吸收分析的靈敏度和準確度，應注意那些問題？怎樣選擇原子吸收光譜分析的最佳條件？,解：應該從分析線的選擇、光源（空心陰極燈）的工作電流、火焰的選擇、燃燒器高度的選擇及狹縫寬度等幾個方面來考慮，選擇最佳的測定條件。,10從工作原理、儀器設備上對原子吸收法及原子熒光法作比較。,解：從工作原理上看，原子吸收是通過測定待測元素的原子蒸氣對其特征譜線的吸收來實現(xiàn)測定的，屬于吸收光譜，而原子熒光則是通過測量待測元素的原子蒸氣在輻射能激發(fā)下所產(chǎn)生的熒光的強度來實現(xiàn)測定的，屬于發(fā)射光譜。 在儀器設備上，二者非常相似，不同之處在于原子吸收光譜儀中所有組件排列在一條直線上，而熒光光譜儀則將光源與其它組件垂直排列，以消除激發(fā)光源發(fā)射的輻射對檢測信號的影響。,11. 為什么一般原子熒光光譜法比原子吸收光譜法對低濃度元素含量的測定更具有優(yōu)越性？,原子熒光光譜法:f=k0 即熒光強度與入射光成正比, 故采用強光源可提高熒光測定的靈敏度。 原子吸收光譜法:A=lg(0/)=bc, 若增強0, 則透過光強 按比例增加, 不能提高靈敏度。 再者, 熒光法是在與入射光垂直的方向上測量f, 無入射光干擾, 即使很弱的熒光信號也可以測量。而吸收法實際測量lg0/(0-a), 濃度很低時, 吸收光強a很小, 吸光度A趨于零, 使測量無法進行。,12. 原子吸收分析中會遇到哪些干擾因素？簡要說明各用什么措施可抑制上述干擾？,(a) 光譜干擾，指光源譜線不純及火焰中吸收譜線的干擾。前者主要是由于空心陰極燈陰極材料不純或相鄰譜線太靠近引起的。解決的辦法是純化材料或選擇其他譜線；而后者主要是試樣中的雜質(zhì)元素的吸收引起的，可采用化學分離方法予以消除。 (b) 物理干擾，主要是由于試樣的物理性質(zhì)及測試中的其它因素引起的，如溫度、霧化率等，解決的辦法是選擇最佳實驗條件。 (c) 化學干擾，包括低電離電位元素的電離干擾，火焰中難熔化合物形成等，解決的辦法可選用合適的緩沖劑，釋放劑以及稀釋劑等。,三、計算題： 1.用波長為213.8nm,質(zhì)量濃度為0.010mg.mL-1的鋅標準溶液和空白溶液交替連續(xù)測定10次,用記錄儀記錄的格數(shù)如下.計算該原子吸收分光光度計測定鋅元素的檢出限.,解:求出噪聲的標準偏差為s=0.597, 吸光度的平均值為14.16,代入檢測限的表達式得: C3s/A=0.010 0.597/14.16= 0.0013mg.mL-1,2.測定血漿試樣中鋰的含量,將三份0.500mL血漿試樣分別加至5.00mL水中,然后在這三份溶液中加入(1)0mL, (2)10.0mL, (3) 20.0mL0.0500mol.L-1LiCl標準溶液,在原子吸收分光光度計上測得讀數(shù)(任意單位)依次為(1)23.0, (2)45.3, (3)68.0. 計算此血漿中鋰的質(zhì)量濃度.,解:將加入的標準溶液濃度換算成稀釋后的濃度,然后用其對吸光度作圖. 換算后濃度分別為: Vs 10-3 0.050/5.50 (1)0, (2)9.09 10-5mol.L-1, (3)1.82 10-4mol.L-1,故: 血漿中鋰的濃度為9.2810-5mol.L-1,3.以原子吸收光譜法分析尿樣中銅的含量,分析線324.8nm. 測得數(shù)據(jù)如下表所示,計算試樣中銅的質(zhì)量濃度(mg.mL-1),解:采用標準加入法,上表中濃度為以試液體積計算的濃度. 標準曲線如下頁圖所示,4.用原子吸收法測銻,用鉛作內(nèi)標.取5.00mL未知銻溶液,加入2.00mL4.13mg.mL-1的鉛溶液并稀釋至10.0mL,測得ASb/APb= 0.808. 另取相同濃度的銻和鉛溶液,ASb/APb= 1.31, 計算未知液中銻的質(zhì)量濃度.,解:設試液中銻濃度為Cx, 為了方便,將混合溶液吸光度比計為Asb/Apb1, 而將分別測定的吸光度比計為Asb/Apb2 由于:ASb = KSbCSb APb =KPbCPb 故: KSb/KPb =Asb/Apb2 =1.31 Asb/Apb1=(KSb5 Cx/10)/(KPb 2 4.13/10)=0.808 Cx = 1.02mg.mL-1,5.在原子吸收光譜分析中，Zn 的共振線為 ZnI 213.9nm，已知gl/g0= 3，試計算處于 3000 K 的熱平衡狀態(tài)下，激發(fā)態(tài)鋅原子和基態(tài)鋅原子數(shù)之比。已知玻耳茲曼常數(shù)K=1.3810-23(J/) 。,hc 6.6310-34Js31010